PCIM: IC gera 12V de 30V a 1,200V para inversor de tração de emergência automotivo PSU

Atualização: 6 de maio de 2021
PCIM: IC gera 12V de 30V a 1,200V para inversor de tração de emergência automotivo PSU

Esta enorme faixa de entrada é necessária dentro da PSU CC-CC de emergência embutida nos inversores de tração do veículo elétrico - o lado de controle dos inversores EV é alimentado pela bateria de 12 V do veículo, e a PSU de emergência está lá para assumir caso o fornecimento da bateria de 12 V falhe .

Baterias de 1.2kV, segundo a PI, já são utilizadas em veículos comerciais elétricos, e são vistas como um possível próximo passo em carros que já estão passando de 400V para 800V, e testando 900V, em modelos de ponta para economizar peso (os 800V Diz-se que Porche Taycan tem 25 kg a menos de cobre do que seria necessário para uma operação de 400 V).

A família InnoSwitch3-AQ combina controladores primários (multi-modo quase ressonante contínuo-descontínuo fly-back) e secundários (retificador síncrono) e um feedback isolado indutivamente (produção de 4.5 kV testada) o circuito em um pacote. A parte de 900 V é chamada INN3996CQ. Seu pacote InSOP24 (esquerda) fornece isolamento reforçado até 5,500 m de altitude.

A razão pela qual um IC com classificação de 900 V pode ser usado com um barramento de alimentação nominal de 1.2 kV é que o projeto de referência da PI, DER-889Q, adiciona uma altaVoltagem mosfet no lado da entrada - um acordo que a empresa marca 'StackFet' (certo).

Mas por que não usar o InnoSwitch automotivo de 750 V existente em um arranjo cascode para operação nominal de 1,200 V?

“Se o externo mosfet tem uma classificação de tensão mais alta, será menos eficiente”, disse PI à Electronics Weekly. “Um InnoSwitch de 750 V precisará de um mosfet de 1,200 V, mas o InnoSwitch com um mosfet de 900 V interno precisará apenas de um mosfet de 800 V externo – você obtém melhores perdas e melhor controle de potência, com dois fets de voltagem semelhante.”

Mesmo com o cascode mosfet externo, o design de referência do DER-889Q ainda oferece proteção contra curto-circuito e limitação de energia. O consumo sem carga é <36mW a 800V. A corrente de saída total está disponível apenas acima de 6oVin - abaixo disso, o circuito de controle do inversor não estará comutando e requer menos energia, explicou PI.

Se o conversor CC-CC for usado apenas em emergências, brevemente para parar o veículo, por que se preocupar com um retificador síncrono para aumentar a eficiência?

Duas razões, PI disse à Electronics Weekly: Em primeiro lugar, a indústria automotiva insiste que deve ser capaz de funcionar continuamente, e este projeto foi projetado para funcionar sem um dissipador de calor. Em segundo lugar, agora que a regulação precisa de 12 V está disponível a partir do DC-DC de emergência - ao contrário das versões anteriores reguladas do lado primário - as empresas de veículos podem considerar mudar para usar o DC-DC como fonte de energia do inversor em tempo integral e rebaixar a bateria de 12V para backup de emergência.

O design de referência DER-889Q pode ser encontrado aqui

A página do produto INN3996CQ está aqui

Os distribuidores autorizados da Power Integrations incluem Digikey, Farnell, Mouser e RS Components.